芯片故障保护电路及电子设备的制作方法

1.本实用新型属于电子设备技术领域，尤其涉及一种芯片故障保护电路及电子设备。


背景技术：

2.dsp、arm、单片机等mcu芯片在电磁复杂恶劣的条件下工作，有可能会出现芯片程序跑飞或一直处于复位状态等异常，从而使得芯片无法正常工作，芯片io口输出的pwm工作状态不定，导致机器驱动异常，甚至出现炸机。
3.现有技术中，一些电子设备缺乏对芯片io口的异常保护，可靠性较差。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种芯片故障保护电路及电子设备，以解决现有技术中电子设备缺乏芯片io口异常保护，可靠性差的问题。
5.本实用新型实施例第一方面提供了一种芯片故障保护电路，包括：输入滤波单元、第一比较单元及第二比较单元；
6.输入滤波单元的输入端与芯片故障保护电路的输入端连接，输入滤波单元的输出端与第一比较单元的反相输入端及第二比较单元的同相输入端连接；
7.第一比较单元的同相输入端与第一参考电平端连接，第二比较单元的反相输入端与第二参考电平端连接；其中，第一参考电平端的电压大于第二参考电平端的电压；
8.第一比较单元的输出端与第二比较单元的输出端及芯片故障保护电路的输出端连接；
9.芯片故障保护电路的输入端用于接收芯片io口输出的pwm信号，芯片故障保护电路的输出端用于输出芯片封锁信号。
10.可选的，输入滤波单元包括：第一电阻、第二电阻及第一电容；
11.第一电阻的第一端分别与输入滤波单元的输入端及第二电阻的第一端连接，第一电阻的第二端与直流电源连接；
12.第二电阻的第二端分别与第一电容的第一端及输入滤波单元的输出端连接；
13.第一电容的第二端接地。
14.可选的，芯片故障保护电路还包括：分压单元；
15.分压单元的电源端与直流电源连接，分压单元的第一输出端与第一参考电平端连接，分压单元的第二输出端与第二参考电平端连接。
16.可选的，分压单元包括：第三电阻、第四电阻及第五电阻；
17.第三电阻的第一端与分压单元的电源端连接，第三电阻的第二端分别与第四电阻的第一端及分压单元的第一输出端连接；
18.第四电阻的第二端分别与第五电阻的第一端及分压单元的第二输出端连接；
19.第五电阻的第二端接地。
20.可选的，第三电阻、第四电阻及第五电阻的阻值相等。
21.可选的，芯片故障保护电路还包括：输出信号处理单元；
22.输出信号处理单元的输入端分别与第一比较单元的输出端及第二比较单元的输出端连接，输出信号处理单元的输出端与芯片故障保护电路的输出端连接。
23.可选的，输出信号处理单元包括：第六电阻；
24.第六电阻的第一端分别与输出信号处理单元的输入端及输出信号处理单元的输出端连接，第六电阻的第二端与直流电源连接。
25.可选的，输出信号处理单元还包括：第二电容；
26.第二电容的第一端分别与输出信号处理单元的输入端、输出信号处理单元的输出端及第六电阻的第一端连接，第二电容的第二端接地。
27.可选的，第一比较单元包括：第一比较器；第二比较单元包括：第二比较器；
28.第一比较器的同相输入端与第一比较单元的同相输入端连接，第一比较器的反相输入端与第一比较单元的反相输入端连接，第一比较器的输出端与第一比较单元的输出端连接；
29.第二比较器的同相输入端与第二比较单元的同相输入端连接，第二比较器的反相输入端与第二比较单元的反相输入端连接，第二比较器的输出端与第二比较单元的输出端连接。
30.本实用新型实施例第二方面提供了一种电子设备，包括本实用新型实施例第一方面中的任一种芯片故障保护电路。
31.本实用新型实施例提供了一种芯片故障保护电路及电子设备，上述电路包括：输入滤波单元、第一比较单元及第二比较单元；输入滤波单元的输入端与芯片故障保护电路的输入端连接，输出端与第一比较单元的反相输入端及第二比较单元的同相输入端连接；第一比较单元的同相输入端与第一参考电平端连接，反相输入端与第二参考电平端连接；第一比较单元的输出端与第二比较单元的输出端及芯片故障保护电路的输出端连接；芯片正常时，芯片io口以固定占空比输出pwm信号，则输入滤波单元输出的电压应当在预设范围内。由此，若pwm正常，则输入滤波单元输出的电压在预设范围内；反之，若pwm不正常，则输入滤波单元输出的电压在预设范围外，芯片故障保护电路输出低电平封锁信号，对芯片io口封波保护，有效提高了设备的可靠性。
附图说明
32.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1是本实用新型实施例提供的一种芯片故障保护电路的电路结构示意图；
34.图2是本实用新型实施例提供的又一种芯片故障保护电路的电路结构示意图；
35.图3是本实用新型实施例提供的一种芯片故障保护电路的电路原理图。
具体实施方式
36.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。
37.为了说明本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
38.参考图1，本实用新型实施例提供了一种芯片故障保护电路，包括：输入滤波单元11、第一比较单元12及第二比较单元13；
39.输入滤波单元11的输入端与芯片故障保护电路的输入端连接，输入滤波单元11的输出端与第一比较单元12的反相输入端及第二比较单元13的同相输入端连接；
40.第一比较单元12的同相输入端与第一参考电平端ref1连接，第二比较单元13的反相输入端与第二参考电平端ref2连接；其中，第一参考电平端ref1的电压大于第二参考电平端ref2的电压；
41.第一比较单元12的输出端与第二比较单元13的输出端及芯片故障保护电路的输出端连接；
42.芯片故障保护电路的输入端用于接收芯片io口输出的pwm信号，芯片故障保护电路的输出端用于输出芯片封锁信号。
43.当芯片正常时，芯片io口按照固定的占空比输出pwm信号；当芯片故障时，芯片io口输出的pwm信号出现异常。若pwm信号正常，则经过输入滤波单元11后，电压应当在预设范围内，参考图1，也即在第一参考电平端ref1的电压(第一参考电压)和第二参考电平端ref2的电压(第二参考电压)之间，此时第一比较单元12和第二比较单元13均输出高电平，芯片故障保护电路输出高电平；
44.反之，若pwm信号异常，占空比不固定，则经过输入滤波单元11后，电压偏高或偏低，此时第一比较单元12输出低电平，或第二比较单元13输出低电平，由此，芯片故障保护电路则输出低电平芯片封锁信号。
45.采用该低电平封锁信号对芯片io口进行封锁，将芯片io口的电平拉低，对io口进行保护，防止异常pwm信号引起电子设备炸机，有效提高了电子设备的可靠性。
46.一些实施例中，参考图3，输入滤波单元11可以包括：第一电阻r1、第二电阻r2及第一电容c1；
47.第一电阻r1的第一端分别与输入滤波单元11的输入端及第二电阻r2的第一端连接，第一电阻r1的第二端与直流电源+3.3vd连接；
48.第二电阻r2的第二端分别与第一电容c1的第一端及输入滤波单元11的输出端连接；
49.第一电容c1的第二端接地。
50.本实用新型实施例中采用电阻及电容滤波，电路结构简单，效果好，成本低。
51.一些实施例中，第一电阻r1和第二电阻r2的阻值可以相等。
52.一些实施例中，第一电阻r1和第二电阻r2的阻值可以为10kω。
53.例如，直流电源+3.3vd的电压为3.3v，若pwm信号的占空比为50％，经过输入滤波单元11滤波后输出电压为1.65v直流，该电压应当在第一参考电压和第二参考电压之间。
54.一些实施例中，参考图2，芯片故障保护电路还可以包括：分压单元14；
55.分压单元14的电源端与直流电源+3.3vd连接，分压单元14的第一输出端与第一参考电平端ref1连接，分压单元14的第二输出端与第二参考电平端ref2连接。
56.一些实施例中，参考图3，分压单元14可以包括：第三电阻r3、第四电阻r4及第五电阻r5；
57.第三电阻r3的第一端与分压单元14的电源端连接，第三电阻r3的第二端分别与第四电阻r4的第一端及分压单元14的第一输出端连接；
58.第四电阻r4的第二端分别与第五电阻r5的第一端及分压单元14的第二输出端连接；
59.第五电阻r5的第二端接地。
60.一些实施例中，第三电阻r3、第四电阻r4及第五电阻r5的阻值可以相等。
61.一些实施例中，第三电阻r3、第四电阻r4及第五电阻r5的阻值均可以为10kω。
62.本实用新型实施例中可采用分压电阻产生第一参考电压及第二参考电压，例如，直流电源+3.3vd的电压可以为3.3v，第三电阻r3、第四电阻r4及第五电阻r5分压，第一参考电压为2.2v，第二参考电压为1.1v，pwm信号正常时输入滤波单元11的输出电压理论上为1.65v，第一参考电压和第二参考电压预留一定裕度，可满足实际应用需求。
63.进一步的，可根据pwm信号的占空比调整第一参考电压及第二参考电压，进而通过调整三个电阻的阻值，或直流电源+3.3vd的电压，以调整第一参考电压及第二参考电压，使之满足实际应用需求。
64.一些实施例中，参考图2，芯片故障保护电路还可以包括：输出信号处理单元15；
65.输出信号处理单元15的输入端分别与第一比较单元12的输出端及第二比较单元13的输出端连接，输出信号处理单元15的输出端与芯片故障保护电路的输出端连接。
66.一些实施例中，参考图3，输出信号处理单元15包括：第六电阻r6；
67.第六电阻r6的第一端分别与输出信号处理单元15的输入端及输出信号处理单元15的输出端连接，第六电阻r6的第二端与直流电源+3.3vd连接。
68.本实用新型实施例中还设置有输出信号处理单元15，用于对输出信号进行处理。例如，第六电阻r6为上拉电阻，确保仅当pwm信号异常时，芯片故障保护电路才会输出低电平，确保了芯片封锁信号的稳定性。
69.一些实施例中，参考图3，输出信号处理单元15还可以包括：第二电容c2；
70.第二电容c2的第一端分别与输出信号处理单元15的输入端、输出信号处理单元15的输出端及第六电阻r6的第一端连接，第二电容c2的第二端接地。
71.本实用新型实施例中，输出信号处理单元15还包括第二电容c2，用于输出滤波，提高了电路的稳定性。
72.一些实施例中，第六电阻r6的阻值可以为10kω。
73.一些实施例中，参考图3，第一比较单元12可以包括：第一比较器u1；第二比较单元13可以包括：第二比较器u2；
74.第一比较器u1的同相输入端与第一比较单元12的同相输入端连接，第一比较器u1的反相输入端与第一比较单元12的反相输入端连接，第一比较器u1的输出端与第一比较单元12的输出端连接；
75.第二比较器u2的同相输入端与第二比较单元13的同相输入端连接，第二比较器u2的反相输入端与第二比较单元13的反相输入端连接，第二比较器u2的输出端与第二比较单元13的输出端连接。
76.本实用新型实施例可直接采用集成比较器进行电压比较，电路简单，成本低。进一步的，第一比较器u1和第二比较器u2可以位于一个集成芯片上，有效提高了电路的集成度，提高了空间利用率。
77.一些实施例中，直流电源+3.3vd的电压可以为3.3v。
78.对应于上述任一种芯片故障保护电路，本实用新型实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述任一种芯片故障保护电路，且具有上述芯片故障保护电路所具有的优点，在此不再赘述。
79.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。